Электронные микроскопы

Физика > Электронные микроскоп

Рассмотрите принцип работы, строение и возможности электронного микроскопа. Узнайте, что понимают под электронным микроскопом, разрешение, оптический микроскоп.

Электронный микроскоп – прибор, где для формирования изображения используют электронный луч.

Задача обучения

• Разобраться в том, почему электронные микроскопы гарантируют более высокое разрешение, чем оптические.

Основные пункты

• Электронные микроскопы крайне важны, потому что могут увеличивать объекты с гораздо более высоким разрешением, чем оптические.
• Более высокое разрешение достигается из-за того, что волны де Бройля для электронов намного меньше видимого света.
• Электромагниты можно применять как магнитные линзы для контроля электронных лучей.

Термины

• ПЗС (прибор с зарядовой связью) – прибор с перемещением электрического заряда в область, где им можно манипулировать.
• Длина волны де Бройля – обратно пропорциональна к импульсу частички.

Давайте изучим принцип работы, строение и возможности электронного микроскопа. В определенных условиях частички по поведению напоминают волны. Эта идея заложенная и в функционировании электронного микроскопа, использующем электроны для формирования изображений. Прибор обладает большим разрешением, чем может себе позволить стандартный световой микроскоп. Ему удается разрешать более чем на 50 мкм, а увеличивать до 10000000 раз, а у светового разрешение – 200 нм и увеличение – 2000 раз.

Теперь вы понимаете, что имеется в виду под электронным микроскопом. Рассмотрим оптический микроскоп. Световой пучок проходит сквозь тонкую мишень и потом увеличивается изображением, фокусируясь объективными и глазными линзами. Количество необходимого света основывается на плотности мишени. То есть, прошедший сквозь нее луч передает информацию о внутренней структуре.

Электронные микроскопы работают практически также, но вместо света используют электроны. Они выходят из катода в виде пучка, оперируемого магнитными линзами. Далее он пробивается сквозь тонкую мишень, где количество электронов зависит от ее плотности.

Серия магнитных линз увеличивает полученное изображение и отправляет его на флуоресцентный экран, фотографическую пластину или чувствительный датчик. Если попадает на ПЗС, то может отметиться в реальном времени на мониторе.

Электронные микроскопы опережают другие по полезности, так как обладают большей возможностью к расширению и увеличению. Дело в том, что длины волн де Бройля намного меньше, чем видимый свет. Объекты дифрагируют свет, если разделены дистанцией того же размера, что и волновая длина света. Дифракция препятствует возможности сфокусировать переданный свет на изображении. Именно поэтому размеры, где в пучке электронов задействована дифракция, будут меньше.

---